TUGAS SKRIPSI

ANALISA PENGARUH SUDUT MASUK TERHADAP

JUMLAH SUDU PADA SUDU POMPA

SENTRIFUGAL

DISUSUN OLEH :

MUHAMMAD ROHIM

NPM : 71180911049

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA

MEDAN

2020

ii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT

yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan buku Tugas Skripsi ini. Selanjutnya Shalawat beriring

salam kepada keharibaan kita Nabi besar Muhammad SAW serta keluarga dan

sahabat beliau sekalian.

Tugas Skripsi ini yang berjudul “Analisa Pengaruh Sudut Masuk

Terhadap Jumlah Sudu Pada Sudu Pompa Sentrifugal” merupakan sebagian

dari syarat – syarat yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S-1)

pada program studi Sastra – 1 Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara.

Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis telah

banyak memperoleh bantuan dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai

pihak terutama dari Pembimbing..

Selanjutnya pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan banyak rasa

terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dosen Pembimbing Ir. H. Amirsyam Nasution, M.T. dan Bapak Dosen

Pembimbing II Ir. Muslih Nasution , M.T. yang dengan penuh kesabaran telah

memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.

iii

2. Bapak Ir. Muksin R. Harahap, S.Pd., M.T. , Selaku Kepala Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara;

3. Bapak Ir. H. Abdul Haris Nasution, M.T, Dekan Fakultas Teknik Universitas

Islam Sumatera Utara;

4. Seluruh karyawan Sekretariat Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera

Utara yang sangat banyak membantu penulis, serta semua pihak yang tidak

mungkin disebutkan satu persatu;

5. Ayahanda tercinta Nasim dan Ibunda tercinta Rukiyah atas segenap doa, cinta

serta kasih sayang, serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan

dukungan baik material maupun moril, perhatian, semangat, kebijaksanaan,

dan kasih sayang serta doanya.

6. Para responden yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan

keterangan dan data untuk penelitian penulis.

Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan yang berlipat ganda atas jasa-

jasa dan budi baik bagi semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan buku Tugas Akhir ini. Dengan segala kerendahan hati penulis

mohon maaf atas segala ketidaksempurnaan dan keterbatasan dalam penyajian

buku Tugas Akhir ini.

Medan, 16 April 2020

Penulis,

Muhammad Rohim

NIM : 71180911049

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ...................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iii

DAFTAR ISI ................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... x

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xi

BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah ......................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3

1.4 Tujuan Penulisan ............................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 5

2.1 Pengertian Pompa ............................................................................. 5

2.2 Prinsip Kerja Pompa ......................................................................... 5

2.3 Klasifikasi Pompa ............................................................................. 7

vi

2.4 Pompa Sentrifugal ............................................................................ 13

2.5 Impeler Pompa Sentrifugal ............................................................... 15

2.6 Kapasitas dan Head Pompa .............................................................. 16

2.7 Kecepatan Spesifik ........................................................................... 21

2.8 Teori Dasar Impeler .......................................................................... 22

2.9 Impeler Dengan Sudu Lengkungan Tunggal .................................... 24

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 28

3.1 Metode Analisa ................................................................................. 28

3.2 Tahap Persiapan ................................................................................ 28

3.3 Tahap Pengumpulan Data ................................................................. 29

3.4 Tahap Analisa ................................................................................... 29

3.5 Tahap Penyusunan Tugas Akhir ....................................................... 29

3.6 Diagram Alir Penulisan .................................................................... 30

3.7 Tabel Jadwal Kegiatan ..................................................................... 31

BAB IV ANALISA SUDU POMPA SENTRIFUGAL ................................ 32

4.1 Perhitungan sisi masuk impeler ........................................................ 34

4.2 Menentukan Variasi Sudut (β1) Sisi Masuk Impeler ........................ 41

4.3 Perhitungan Sisi Keluar Impeler ....................................................... 46

4.4 Perhitungan Sudu Terhadap Variasi Sudut Masuk ........................... 55

4.5 Pengaruh Bentuk Sudu Pada Tinggi Kenaikan (Head)..................... 58

4.6 Kapasitas Teoritis ............................................................................. 62

vii

4.7 Grafik Hubungan Head Vs Kapasitas ............................................... 63

4.8 Efisiensi Pompa ................................................................................ 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 70

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 70

5.2 Saran ................................................................................................. 71

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 72

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pompa Sentrifugal ........................................................................ 6

Gambar 2.2 Proses Pemompaan ....................................................................... 7

Gambar 2.3 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Impeler ......................... 10

Gambar 2.4 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Arah Aliran Fluida .................... 11

Gambar 2.5 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Rumah .......................... 12

Gambar 2.6 Pompa Sentrifugal Dengan Impeler Tunggal ............................... 12

Gambar 2.7 Pompa Sentrifugal Bertingkat Banyak ......................................... 13

Gambar 2.8 Impeler Terbuka dan Tertutup/ Terselubung ............................... 15

Gambar 2.9 Penampang Impeler dan Perubahan Energi Pompa ..................... 16

Gambar 2.10 Elemen Fluida Di Dalam Suatu Saluran .................................... 17

Gambar 2.11 Penunjukan Titik 1, Titik 2 dan Datum Referensi ..................... 21

Gambar 2.12 Diagram Kecepatan Sisi Masuk dan Keluar Impeller ................ 23

Gambar 2.13 Diagram Kecepatan Impeler Pompa Sentrifugal ........................ 23

Gambar 3.1 Diagram Alir Analisa Sudut Masuk Terhadap Jumlah Sudut ...... 30

Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Fluida ........................................................... 32

Gambar 4.2 Dimensi Impeller .......................................................................... 33

Gambar 4.3 Grafik Koefisien Kecepatan Kcm1 dan Kcm2 ................................. 36

Gambar 4.4 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1 = 20° ) ................................. 41

Gambar 4.5 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1A = 18° ) ............................... 44

Gambar 4.6 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1B = 22° ) ............................... 45

ix

Gambar 4.7 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1C = 25° ) ............................... 45

Gambar 4.8 Grafik Koefisien Kecepatan Kcm1 dan Kcm2 ................................. 47

Gambar 4.9 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar ( β2 = 27° ) ................................. 54

Gambar 4.10 Grafik Jumlah Sudu Pada Pompa Sentrifugal ............................ 56

Gambar 4.11 Grafik Pengaruh Sudut Masuk Terhadap Jumlah Sudu ............. 57

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Head Vs Kapasitas ........................................ 64

Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Standar Pompa ................................................. 67

Gambar 4.14 Grafik Efisiensi Pompa Terhadap Jumlah Sudu ........................ 69

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan ............................................................................... 31

Tabel 4.1 Efesiensi Hidrolik ............................................................................ 48

Tabel 4.2 Hubungan Sudut Masuk Dengan Jumlah Sudu ............................... 57

Tabel 4.3 Hubungan Kapasitas Dengan Head.................................................. 63

Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Sudu Dengan Efesiensi ...................................... 68

xi

DAFTAR NOTASI

Satuan

A0 = Luas perpotongan penampang (m2)

A’0 = Total luas perpotongan penampang (m

2)

Ah = Luas daerah perpotongan penampang pada hub (m2)

A1 = Penampang sisi masuk impeler pada sudu masuk (m2)

b1 = Lebar laluan sisi masuk impeler (mm)

b2 = Lebar laluan sisi keluar impeler (mm)

β1 = Sudut tangensial pada sisi masuk ( ° )

β2 = Sudut tangensial sisi keluar impeler ( ° )

c = Kecepatan absolut fluida (m / det)

c = Kecapatan radial fluida (m / det)

c = Kecepatan tangensial fluida (m / det)

C0 = Kecepatan aliran (m / det)

c0 = Kecepatan aliran yang diasumsikan (m / det)

cU2 = Kecepatan konstan sudut keluar impeler (m / det)

cm1 = Kecepatan aliran sisi masuk impeler (m / det)

cm2 = Kecepatan aliran sisi keluar impeler (m / det)

dh = Diameter hub (mm)

do = Diameter Mata Impeler (mm)

ds = Diameter Porus (mm)

xii

d1 = Diameter Sisi Masuk Impeler (mm)

d2 = Diameter Sisi Keluar Impeler (mm)

g = Grafitasi (m / s2)

H = Head Pompa (m)

Hsb = Head Teoritis (m)

Kcm1 = Koefisien Kecepatan Sisi Masuk

Kcm2 = Koefisien Kecepatan Sisi Keluar

n = Putaran Pompa (rpm)

ntǪ = Kecepatan spesifik

nv = Efisiensi volumetrik (%)

nr = Efisiensi Pompa (%)

nh = Efisiensi Hidrolik (%)

Pw = Daya air (kW)

P = Daya poros sebuah pompa (kW)

Ǫ’ = Kapasitas teoritis (m3

/ det)

Ǫ = Kapasitas pompa (m / det)

Φ = Koefisien penyempitan

s = Tebal sudu (mm)

sU2 = Proyeksi dari tebal sudu (mm)

t1 = Jarak antar sudu-sudu (mm)

µ1 = Kecepatan tangensial sisi masuk impeler (m / det)

µ2 = Kecepatan tangensial sisi keluar impeler (m / det)

W1 = Kecepatan relatif sisi amsuk impeler (m / det)

xiii

W2 = Kecepatan relatif siis keluar impeler (m / det)

α = Sudut aliran fluida ( ° )

α1 = Sudut masuk absolut ( ° )

y = Berat jenis (kN / m3)

ω = Kecepatan relatif fluida terhadap sudu (m / det)

z = Jumlah sudu

(1 + CP) = Nilai koreksi untuk jumlah sudu

72

DAFTAR PUSTAKA

Fritz Diesel, Turbin, Pompa dan Kompresor, cetakan kedua, ( terjemahan oleh

dakso sriyono), Penerbit Erlsnggs Jakarta, 1990.

Hendradji, POMPA, Pustaka Beta, Kebayoran Baru, Jakaerta, 1952.

Rao N S Govinda, Fluid Flow Machines:, Tata Mc graw – Hill publishing

Company Limited, New dwlhi, 1986.

R. munson Bruce, F. Young, H. Okiishi Theodore, Mekanika Fluida, Edisi ke

empat Julid 2, Second Edition, Erlangga, Jakarta, 2005.

Stephen Lazarkiewiez and AT. Troskolanski “IMPELLER PUMPS’’

Sularso Tahara Haruo,”Pompa dan kompresor, pemakaian dan pemeliharaan’’ PT. Pradya Paramita, Jakarta, 1983

W, M, Rumaherang “Perhitungan aliran dan peramalan karakteristik pompa

sentrifugal bertingkat dengan penggunaan CAD blade’s system, (2008)

Dwi Aries Harmanto “pengaruh jumlah sudu impeller terhadap unjuk kerja

pompa sentrifugal’’ (2003)